摘要

属性

无状态

定义：状态不同步，即所有的IP数据报的发送、传输、接收都是相互独立的，没有上下文关系。 优点：简单高效，无需内核存储状态信息，无需传输时携带状态信息

无连接

不维持双方连接，每次传输需指明通信地址

不可靠

无法保证数据传输过程

与HTTP、UDP协议类似

IP协议头部

IPv4 (20-60bytes)

RFC791
长度：20bytes + 40bytes（可变选项）

图示

image.png
版本号：指明IPv4或IPv6，值：4、6
头部长度：最小，0x5；最大：0xF。单位为字（4bytes）
服务类型(Type Of Service，TOS)：3位优先权字段(现已被忽略) + 4位TOS字段 + 1位保留字段(须为0)。4位TOS字段分别表示最小延时、最大吞吐量、最高可靠性、最小费用，其中最多有一个能置为1。应用程序根据实际需要来设置 TOS值，如ssh和telnet这样的登录程序需要的是最小延时的服务，文件传输ftp需要的是最大吞吐量的服务
总长度：指整个IP数据报的长度，单位为字节，即IP数据报的最大长度为65535字节(2的16次方)。由于MTU的限制，长度超过MTU的数据报都将被分片传输，所以实际传输的IP分片数据报的长度远远没有达到最大值
标识：唯一地标识主机发送的每一个数据报，其初始值是随机的，每发送一个数据报其值就加1。同一个数据报的所有分片都具有相同的标识值
标志：位1保留，位2表禁止分片(DF)，若设置了此位，IP模块将不对数据报进行分片，在此情况下若IP数据报超过MTU，IP模块将丢弃数据报并返回一个ICMP差错报文；位3标识更多分片(MF)，除了数据报的最后一个分片，其他分片都要把它设置为1
位偏移：分片相对原始IP数据报数据部分的偏移。实际的偏移值为该值左移3位后得到的，所以除了最后一个IP数据报分片外，每个IP分片的数据部分的长度都必须是8的整数倍
生存时间：数据报到达目的地之前允许经过的路由器跳数。TTL值被发送端设置，常设置为64。数据报在转发过程中每经过一个路由该值就被路由器减1.当TTL值为0时，路由器就将该数据包丢弃，并向源端发送一个ICMP差错报文。TTL可以防止数据报陷入路由循环
协议：区分IP协议上的上层协议。在Linux系统的/etc/protocols文件中定义了所有上层协议对应的协议字段，ICMP为1，TCP为6，UDP为17
头部校验和：由发送端填充接收端对其使用CRC算法校验，检查IP数据报头部在传输过程中是否损坏
源IP地址、目的IP地址：表示数据报的发送端和接收端。一般情况下这两个地址在整个数据报传递过程中保持不变，不论中间经过多少个路由器
选项：可变长的可选信息，最多包含40字节。选项字段很少被使用。可用的IP可选项有：
a. 记录路由: 记录数据包途径的所有路由的IP，这样可以追踪数据包的传递路径 
b. 时间戳: 记录每个路由器数据报被转发的时间或者时间与IP地址对，这样就可以测量途径路由之间数据报的传输的时
c. 松散路由选择: 指定路由器的IP地址列表数据发送过程中必须经过所有的路由器
d. 严格路由选择: 数据包只能经过被指定的IP地址列表的路由器
e. 上层协议(如TCP/UDP)的头部信息
[

](https://blog.csdn.net/qq_29344757/article/details/78570272)

规律 如何用图来讲IP中的知识点进行一次联系与贯通，如报文组成应该来说是围绕整个IP的。以后写的每一个总结都应该进行这一步思考

IP协议
组成
头+数据报（TCP/UDP报文）
思路：

  1. 源、目的IP地址：4bytes + 4bytes
  2. 协议版本：IPv4、IPv6
  3. 报文长度
  4. TTL：记录经过路由器的个数

IP地址
表示32bits的二进制
点分十进制，共15个字符的字符串 数字3位*4+3个点号
发展历程
分类5类——无分类CRID——子网
ABCDE5类
网络号+主机号
图示
A类：0 + 7 + 24
B类：10+ 14 + 16
C类：110 + 21 + 8
D类：1110+4+24
E类：1111+4+24
主机号：特殊
全1，广播地址 —— 最后一个负责全体通知
全0，网络地址 —— 该小队的队长，负责与外部网络通信

IP路由
IP是如何通过路由器与另一IP进行通信的？

ICMP协议组成

报文：Mac首部+IP首部+ICMP
类型+代码+校验和+其他选项
查询报文 ping
首部：0/8 + 代码 + 校验和 + 标识符(pid) + 序号(0,1,2…) + 其他选项(请求时间)
类型 0-8
0 ICMP回送请求报文
8 ICMP回送响应报文

  1. 网络不可达 —淘汰 无ip地址分类
  2. 主机不可达 —找不动mac地址
  3. 协议不可达 —防火墙？？如何确定是什么协议的？
  4. 端口不可达 —未监听
  5. 原点

差错校验 traceroute
类型